Р. К. БАЛАНДИН, геолог

Вековой рубеж с позиций естествознания - граница условная. Однако люди, как известно, по-особому относятся к круглым датам. И у нас возник повод и желание подвести итоги и заглянуть вперед, пытаясь понять, чем наступившее столетие будет отличаться от минувшего. А для представителей наук о Земле важно наметить пути более основательного изучения нашей планеты, дальнейшей эволюции теоретической мысли. Именно об этом рассуждают авторы сборника "Проблемы геофизики XXI века", кн. I (M.: Наука, 2003).

стр. 49

Содержание книги далеко выходит за рамки принятого ныне представления о геофизике как комплексе наук, изучающих с помощью физических методов и приборов строение Земли и процессы, происходящие в ее оболочках. Например, рассматриваются особенности неравновесных состояний в открытых системах, базовые принципы "нового диалога с природой" и даже идея "живой Геи". Это свидетельствует о стремлении авторов преодолеть характерную для XX в. специализацию знаний по отдельным дисциплинам, обратиться отчасти к философским основам физики нашей планеты, осуществить синтез представлений об окружающем нас мире и его изменениях. Широкий диапазон затронутых в книге проблем вынуждает ограничиться теми, которые, на наш взгляд, наиболее существенны для понимания развития геофизических теорий, что, конечно, должно сказаться и на практических свершениях.

Прежде всего обратим внимание на концепцию, заставляющую с нетрадиционных позиций рассматривать Землю как живой и даже наделенный сознанием организм. Идея, еще недавно казавшаяся фантастической, в последнее время привлекает внимание ученых. Так, член-корреспондент РАН А. В. Николаев в статье, открывающей сборник, пишет: "Если... в природе есть место для психофизических явлений, то сознание людей воздействует на геофизические и геодинамические процессы двояко: косвенным образом, через инженерную деятельность, и непосредственно влияя на геофизические процессы. Такой взгляд на вещи соединяет человека с Землей и расширяет представления о ноосфере как разумной оболочке нашей планеты. Если сознание воздействует на процессы в оболочках Земли непосредственно, это может быть принято как проявление "сознания" самой Земли, и здесь мы возвращаемся к убеждению академика М. А. Садовского, что Земля - одушевленная, а не косная материя. Каждый из нас, являясь частицей Земли, должен понять и принять эту причастность к процессам геологической эволюции и ответственность за возможные последствия. Достигнуть понимания этого предназначения - одна из главных задач наступившего столетия".

Тут впору вспомнить мысль французского философа, теолога и антрополога Т. де Шардена о Духе Земли, высказанную более полувека назад в связи с его концепцией ноосферы (понятие, введенное им вместе с французским философом и математиком Э. Леруа). "Новой области психической экспансии - вот чего нам не хватает - и что как раз находится перед нами, если мы только поднимем глаза, - считал он. И утверждал: - Идея Духа Земли возможна, даже, вероятно, теоретически оправдана и не противоречит опыту".

По-видимому, пришло время переходить от подобных общих соображений к созданию конкретных теорий или хотя бы наметить подход к ним. С такой мыслью приступаешь к статье С. В. Гольдина "Физика "живой" Земли". К сожалению, данная тема осталась не раскрытой (во всяком случае в упомянутом А. В. Николаевым аспекте), лишь заявлено, что главной особенностью геофизики

стр. 50

нового столетия должен стать переход от изучения "структуры неподвижной Земли" к исследованиям "разнообразных физических процессов", в которые вовлечено ее вещество.

Однако геодинамика интересовала исследователей и прежде. Хотелось бы узнать ее движущие силы, выяснить, каким образом многие процессы учитываются в существующих теориях и моделях. И С. В. Гольдин главное внимание уделяет проблемам, связанным с иерархией блоков геологической среды (в частности, земной коры). Но эта мысль не нова: ее активно и давно разрабатывает академик Л. И. Красный. Да и при чем здесь концепция "живой" планеты? Наше тело тоже построено по принципу иерархии различных блоков: от внутриклеточных структур до клеток и органов. Есть ли тут принципиальная аналогия с организмом Земли? Вряд ли. Вот почему важно понять, каким с геофизических позиций предстает феномен живого космического тела, резко отличающегося от "мертвого" (Меркурий, Луна).

К сожалению, многие из подобных вопросов не затронуты в интересующей нас книге. Правда, статьи Ю. А. Тараканова и И. Н. Галкина посвящены сравнительно молодой отрасли знаний - геофизической планетологии. Их работы интересны. Ю. А. Тараканов, например, затронув проблему нарушения симметрии фигуры Венеры и некоторых других планет, пришел к выводу: есть основания ожидать в ближайшие сотни лет глобальных изменений геоида*, когда "континенты в экваториальной полосе Земли поднимутся на

* Геоид - название реальной фигуры Земли, несколько отличающейся от идеального шара (прим. ред.).

стр. 51

15 км, а дно океанов опустится приблизительно на 7 км". Это явление, как полагает автор, может сопровождать "эпоха великих землетрясений".

Интересно, существовало ли нечто подобное в нашем историческом или геологическом прошлом? Ведь мы более-менее хорошо изучили родную планету, и судить о ней на основе данных, полученных в результате предположений о строении других космических тел, - подход, вызывающий сомнения. Обычно делают наоборот: за основу принимают наиболее известный объект.

Впрочем, наибольшее недоумение вызывает то, что рассуждения о новейших течениях геофизической мысли, прямо или косвенно связанные с концепцией "живой Геи", не затрагивают одну из ключевых тем современного естествознания - учения о биосфере. Скажем, о земной области жизни не упоминает С. Ф. Тимашев, посвятивший работу базовым принципам "нового диалога с природой" (напомним: это выражение - подзаголовок книги нобелевского лауреата, бельгийского физикохимика, иностранного почетного члена РАН И. Р. Пригожина в соавторстве с И. Стенгерс "Порядок из хаоса"). "Сегодня становится очевидным, - констатирует С. Ф. Тимашев, - что современный мировоззренческий кризис может быть преодолен лишь на основе рассмотрения Земли как единой системы в совокупности с окружающей ее космической средой".

Мысль абсолютно верная. Но тогда надо вспомнить о биосфере - оболочке планеты, где происходит ее активное взаимодействие с окружающим космосом. Здесь лучистая солнечная энергия стимулирует огромное количество процессов, преображающих лик Земли, формирующих, в частности, ее атмосферу и кору.

Справедливости ради следует вспомнить: еще в 1966 г. была издана не утратившая актуальности работа советского специалиста Г. Ф. Хильми "Основы физики биосферы".

Однако многие проблемы, там поставленные и частично решенные, позже остались (и остаются) вне внимания коллег. Конечно, может показаться, что последние вправе пренебречь упомянутым анализом. В действительности все как раз наоборот. В своих моделях они должны учитывать энергию, поступающую извне в биосферу. Ведь именно с нею связано гигантское по масштабам, непрерывное перераспределение масс в области жизни, включающей и земную кору (по академику В. И. Вернадскому - область былых биосфер). Солнечное излучение приводит в движение воздушную и водную геосферы, участвует в разрушении и переотложении горных пород, аккумулируется в виде месторождений горючих полезных ископаемых. Вот один из конкретных примеров. Зеленые растения поглощают путем фотосинтеза примерно 0,5% лучистой энергии Солнца, достигающей земной поверхности. Эта величина, составляющая при-

стр. 52

близительно 5 ? 10 ккал, значительно больше теплового излучения недр нашей планеты.

Казалось бы, исключительная активность биосферы - реальная основа геодинамики. Однако подавляющее большинство геофизиков разрабатывают модели, предполагающие зависимость движений литосферы (каменной оболочки толщиной 100 - 200 км) от гипотетических перемещений вещества в мантии на огромных глубинах. Причина такого предпочтения понятна: ныне приобрела популярность так называемая глобальная тектоника плит*. Она исходит из представления о полной пассивности биосферы и земной коры при активности сверхплотной мантии, чьи потоки и определяют геодинамику. Таков преимущественно механический подход к объяснению изменчивости лика Земли. И ни о каком подобии с живым организмом тут говорить не приходится.

Кстати, составители упомянутого выше сборника проявили широту мышления, включив статью Ю. В. Чудинова "Ключ к проблемам глобальной тектоники". В ней приведены факты, опровергающие гипотезу "субдукции" ("поддвигания" одной плиты литосферы под другую), являющейся одной из опор плитотектоники, о которой мы только что говорили. Ю. В. Чудинов разработал альтернативную модель возникновения активных контактов земной коры океанического и континентального типов (эти процессы характерны для окраин Тихого океана), назвав ее "эдукционной". По его мнению, никакого "поддвигания", связанного с нисходящими потоками мантии, не происходит. Наоборот, снизу поднимается к поверхности глубинный материал.

Правда, не совсем ясно, откуда он берется и какими силами выталкивается вверх. Ведь вулканы, существующие на активных контактах (на Курилах, Камчатке, в Японии и др.), извергают преимущественно расплавленные продукты континентальной коры, а вовсе не мантии*. Не означает ли это, что здесь происходят круговороты литосферы: сносимый с материков материал погружается под собственной тяжестью в пластичную вязкую астеносферу ("ослабленную" зону, подстилающую земную кору), частично расплавляется и, завершая цикл, прорывается на поверхность в виде вулканов, чтобы затем вновь, разрушаясь под действием внешних геологических агентов, переместиться на континентальную окраину. Гипотезу о существовании подобных круговоротов высказывали некоторые отечественные и зарубежные ученые давно, хотя до сих пор она остается в

* См.: В. П. Трубицын. Глобальная тектоника плит: новый поворот? - Наука в России, 2003, N 2 (прим. ред.).

* См.: B.C. Знаменский. Уникальный вулкан на Курилах. - Наука в России, 2000, N4 ( прим. ред. ).

стр. 53

стр. 54

забвении и ее не разрабатывают основательно авторитетные специалисты. Но, возможно, именно ей суждено обновить глобальные тектонические концепции в XXI в.

О необычайной геохимической активности живого вещества и всей биосферы хорошо известно. Но столь фундаментальное эмпирическое обобщение многие специалисты не учитывают в своих представлениях о геодинамике. Возьмем, скажем, схему уже процитированного С. Ф. Тимашева ("Потоки массы в системе геосфер"). Здесь литосфера обозначена условно, в виде плиты, а область жизни и вовсе не выделена. Такова принципиальная позиция, характерная для современных геофизиков, представляющих Землю в виде косного космического тела.

Спору нет, подобный подход имеет право на существование и абсолютно доминировал в XX в. Однако если речь идет о "живой Гее", то ее следует представлять, естественно, как организм, а не как примитивную механическую систему. На самом деле любое живое существо - от микроскопической клетки до всепланетной биосферы - осуществляет обмен веществ, энергии, информации с окружающей средой. И оно является поистине организованной (причем удивительно гармонично) системой круговоротов, способной эволюционировать в сторону увеличения сложности.

Следовательно, есть веские основания создавать геодинамические модели нового типа, исходящие из идеи не механической, а органичной структуры и активности взаимодействующих геосфер (водной, воздушной, каменной) и совокупности растений и животных. Такова глобальная система жизнедеятельности, определяемая преимущественно химическими процессами. Но и для них имеются подсчеты перемещения масс и энергии на земной поверхности, которые можно было бы использовать для разработки модели "живой Геи". Правда, при этом возникают немалые трудности, вызванные необходимостью привлечь данные сразу геохимии, географии, биологии, структурной геологии. Для осуществления синтеза этих знаний нужны новые методики. Но разве иначе мыслимо перейти на более высокий уровень познания? Как верно отмечено в предисловии рассматриваемой книги: "Поиск решений сложных проблем на контактах наук, перенос идей в результате исследований из отдаленных областей - мощный методический прием и инструмент фундаментальной науки, который во многом определит ее лицо в XXI веке".

...Семь десятилетий назад В. И. Вернадский сетовал на господство в естествознании принципов и методов физико-математических наук, а в этой связи и механистического мировоззрения. Он полагал, что созданные им учения о геологической роли живого вещества и о биосфере позволят преодолеть устоявшуюся со времен великого англичанина И. Ньютона (1643 - 1727) традицию. И тогда мир предстанет не совокупностью косных тел и физических полей; жизнь и разум будут признаны такими же неотъемлемыми его признаками, как масса, энергия, пространство, время.

Однако во второй половине XX в. на первый план вышли технические науки. Их замечательные достижения (космические полеты, создание АЭС, компьютеризация и др.) еще более укрепили позиции ученых, представляющих Вселенную в виде сверхсложного механизма.

По той же причине в тектонике господствуют простые схемы, не требующие того "великого синтеза" знаний, о необходимости которого убедительно пишет в сборнике АН. Ромашов в статье "Общая модель развития твердой оболочки Земли". Он справедливо указал на цикличность как одну из важнейших особенностей, определяющей эволюцию нашей планеты. В то же время он высказал еще одну мысль: "Именно формулировка постулатов в виде физических моделей или математических уравнений, которые могут быть взяты даже с потолка, лежат в основе всех настоящих научных исследований". Скорее всего с этим принципом познания вряд ли согласятся геологи, географы, геохимики, биологи - все те, кто наблюдает окружающий мир непосредственно, стремясь постичь истину из реальности, а не умозрений или формальных схем. Вновь перед нами проявление механистического взгляда на природу.

В свое время один из основоположников современной физики нобелевский лауреат 1921 г. А Эйнштейн предупреждал: "Если вы желаете узнать у физиков- теоретиков об их методе, то я вам советую руководствоваться следующим принципом: судите не по их словам, а по их делам. Тому, кто творит, плоды собственной фантазии кажутся настолько необходимыми и естественными, что он сам их считает не образами мышления, а заданными реальностями и хочет, чтобы все так считали". В наше время увлечение научными умозрениями весьма распространено, ибо они обретают форму компьютерных моделей, в том числе динамических, создающих зримую иллюзию реальности. Подобные "живые картинки" можно усложнять с учетом тех или иных дополнительных сведений. Но если изначально не учитывать некоторые принципиальные закономерности, то познавательное и прогностическое значение последних идей будет невелико...

К сожалению, в рассматриваемой книге призыв к наиболее полному синтезу должных знаний в целях постижения жизни Земли не подкреплен рекомендациями соответствующих наук. Вопрос этот непростой, ибо геохимики традиционно исходят из исследований наиболее очевидных явлений в области жизни, включая земную кору, а господствующие геофизические модели, напротив, принимают во внимание почти исключительно глубокие недра планеты, все происходящее близ ее поверхности отходит на дальний план, считается несущественной малостью. Как совместить столь противоречивые точки зрения? Как органично согласовать действительность с существующими математическими и кибернетическими схемами? Судя по всему, таковы одни из очень важных проблем, отчасти затронутых в книге и требующих скорейшего решения.

Permanent link to this publication: